有些人需要一杯咖啡才能真正动起来。对水母来说，电击显然很有效。科学家们在活体水母体内植入了微型控制器，利用电脉冲来引导水母的运动。借助这些电子辅助装置，水母的游动速度几乎是普通水母的三倍，而能量消耗仅为普通水母的两倍。这种修复装置并没有伤害到水母，研究人员希望利用这些经过“涡轮增压”的水母来探索世界海洋。
“我们希望这项技术能够让我们首次一窥占海洋绝大部分的区域正在发生什么，”加州理工学院机械工程师约翰·达比里（John Dabiri）说。他于1月29日在《科学进展》杂志上发表了这一研究成果。
不起眼的水母可能没有大脑，但它们拥有一个令人印象深刻的特点：是所有游动动物中能量效率最高的。达比里说：“这部分归功于它们作为最早学会游泳的动物之一的进化遗产，它们大约在5亿年前就开始游泳了。”水母通过收缩和舒张它们的钟状身体来移动；这些脉动运动会产生甜甜圈形状的水涡，将水母向前推进，而它们自身耗费的能量很少。
在为水母穿上类似外骨骼的装置之前，研究人员首先制造了模仿海洋动物游动方式的软体柔性机器人。然而，这些机器人比真正的动物消耗更多的能量，并且通常需要电源线连接。达比里还与哈佛大学的研究人员合作，用大鼠心肌细胞制造了一个能耗较低的水母。他们可以通过收缩肌细胞来控制人造水母，但这种精密的机器人无法在实验室外运行。
达比里和他的同事、斯坦福大学的妮可·徐（Nicole Xu）决定转而利用真实水母的力量。水母能自己觅食，因此只需要少量的额外能量就可以控制这种修复装置。它们已经遍布海洋的各个角落——从北极到热带水域，从海面到马里亚纳海沟的深处。
“它们已经在我们希望探索的领域中活动了，”达比里说。“关键是如何赋予它们‘大脑’，以便我们可以告诉它们去哪里以及何时去。”
他们将微型电控制器植入活体月光水母体内，这种水母在世界各地的野生和水族馆中都很常见。研究小组原以为，装备了修复装置的水母会比普通水母游得更快。“更令人惊讶的是，它们在这些更高速度下游泳的效率更高，”达比里说。与同等大小的机器人相比，这些混合水母消耗的能量是其他水下机器人的10到1000倍还要少。
达比里说，在野外，月光水母可能不需要发挥这些潜藏的推进能力。平均而言，水母实际上并不是在试图从一个点移动到另一个点；它们高效的游动方式主要用于捕食。如果水母能利用这些悠闲的划水动作从周围水中将食物吸入等待的触手中，那么就没有必要匆忙赶路。
快节奏的生活似乎也没有伤害到水母。水母没有中枢神经系统或疼痛感受器。水母在压力大的情况下会分泌粘液，但达比里和徐在实验中并没有观察到月光水母出现这种黏糊糊的行为。而且，当他们移除植入物后，水母又恢复了正常的游动。
最终，达比里计划在水母上安装传感器，以便科学家们可以派遣它们进行深海航行。目前探索这个黑暗寒冷领域的遥控潜水器，其续航能力通常只能维持12到24小时的航行。“深海中有很多我们目前无法观察到的生命，”达比里说。
经过强化的水母还可以收集关于海洋气候的宝贵信息。达比里设想这些水母在全球海洋中漫游，并装备传感器来测量关键变量，如水温、盐度、酸度或氧含量。水母甚至可以收集关于居住在不同海洋区域的微生物的数据。
在水母能够执行这些任务之前，研究人员需要弄清楚如何引导它们朝不同方向移动。他们目前正在尝试向水母身体的不同部位发送电脉冲，使其转向。达比里说，通过让水母身体一侧的肌肉同时收缩，他们可以促使水母改变方向，甚至掉头。
